thiết kế dầm hộp ứng suất trước khi thi công đúc rỗng

 Nhận xét: Đây là các lớp đất chịu lực tương đối tốt, tuy nhiên chiều dày lớp đất mỏng không thích hợp cho việc đặt móng của kết cấu mố - trụ cầu..  Nhận xét : Đây là lớp đất chịu lực

Đồ Aùn Tốt Nghiệp: Thiết Kế Dầm Hộp Ưùng Suất Trước Thi Công Đúc Hẫng.

MỤC LỤC

MỤC LỤC 1

CHƯƠNG I GIỚI THIỆU SƠ LƯỢC VỀ KHU VỰC TUYẾN 2

I ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN: 2 I.1 Địa hình 2

I.2 Địa chất : 2

II Q UI M Ô , T IÊU C HUẨN K Ỹ T HUẬT C ÔNG T RÌNH : 5 II.1 Quy mô công trình : Qui mô vĩnh cửu 5

CHƯƠNG II THIẾT KẾ LAN CAN 12

I TÍNH TOÁN THANH LAN CAN: 12 II TÍNH TOÁN CỘT LAN CAN: 13 III TÍNH TOÁN LIÊN KẾT BULÔNG GIỮA CỘT LAN CAN VÀ TRỤ BÊ TÔNG 15 III.1 Về mặt cấu tạo 16

III.2 Kiểm tra mối nối: 16

IV TÍNH TOÁN KHẢ NĂNG CHỊU LỰC CỦA GỜ CHẮN XE 17 IV.1 Khả năng chịu lực của gờ chắn khi có xe va: 20

IV.2 Kiểm tra hàm lượng thép min: 22

CHƯƠNG III TÍNH TOÁN BẢN MẶT CẦU 25

I T ẢI TRỌNG TÁC DỤNG : 26 I.1 Tỉnh tải : 26

I.2 Hoạt tải : 30

II T ỔNG HỢP NỘI LỰC CHO BMC : 37 II.1 Hệ số điều chỉnh tải trọng : 37

II.2 Tổ hợp tải trọng ở TTGH CĐ (Mu), TTGH SD (Ms): 37

II.3 Chọn và bố trí cáp DUL : 39

II.4 Tính mất mát ứng suất : 43

II.5 Biểu đồ mômen và lực dọc do cáp dự ứng lực gây ra 46

III K IỂM TOÁN THEO TTGH SỬ DỤNG : 47 III.1 Giai đoạn truyền lực căng : 47

III.2 Giai đoạn sử dụng : 48

III.3 Kiểm toán ở trạng thái cường độ: 50

III.4 Kiểm tra hàm lượng cốt thép: 51

CHƯƠNG I.

GIỚI THIỆU SƠ LƯỢC VỀ KHU VỰC TUYẾN

I Điều kiện tự nhiên:

I.1 Địa hình.

+ Địa hình khu vực xây dựng cầu khá thấp và bằng phẳng, cao độ bình quân

khoảng từ +0.0 đến +1.0, bị chia cắt khá mạnh bởi hệ thống các ao hồ, kênh rạchnhỏ và các vuông nuôi tôm

+ Khu vực cầu bờ phía Cà Mau có một số nhà dân nằm gần bờ sông Ông Đốc và

đường hiện hữu, qui mô nhà chủ yếu là nhà tạm, cấp 4, có một vài nhà vừa xây dựng

+ Dọc bờ sông phía Cà Mau có đường bằng đất đắp vừa thi công năm 2003, chủ

yếu lấy từ đất đào cải tạo sông Đốc, chiều rộng đường khoảng 12m Dọc theo đường này còn có đường điện trung – hạ thế Đường điện này cần di dời để xây dựng cầu

+ Tuyến sông Ông Đốc bắt đầu từ sông Cái Tàu, nối với sông Tắc Thủ ra cửa sông

Ông Đốc, đây là tuyến sông cấp II và III thuộc Trung ương quản lý Thượng nguồn bờ Tây sông Đốc là Cụm công nghiệp Khí – Điện – Đạm Cà Mau Sông Ông Đốc chỉ qua huyện U Minh và Thới Bình một đoạn ngắn, còn lại phần lớn qua huyện Trần Văn Thời rồi ra biển Tây bằng cửa sông Đốc

+ Chiều rộng mặt sông Đốc khu vực xây dựng cầu khoảng 110m; cao độ đáy sông

-5.0m Đây là tuyến sông chính nên mật độ thông thuyền rất cao

 Một số nhận xét có liên quan tới việc lựa chọn kết cấu và thi công công trình:

+ Cần lưu ý lựa chọn loại hình kết cấu nhịp, trụ cũng như biện pháp tổ chức thi

công gây ảnh hưởng bất lợi ít nhất cho giao thông đường thủy tại đây

+ Có thể bố trí công trường trên bờ, 2 bên đầu cầu.

+ Việc vận chuyển vật tư, thiết bị thi công đến công trường thực hiện bằng đường

thủy

I.2 Địa chất :

Căn cứ vào kết quả khảo sát, địa tầng phân bố như sau:

+ Lớp 1: Bùn sét màu xám xanh, xám đen, trạng thái chảy, dày khoảng 19m ÷

21m Các chỉ tiêu cơ - lý chủ yếu của lớp đất này như sau :

- Góc ma sát trong ϕ : 3052’

- Dung trọng tự nhiên γ : 1.56 g/cm3.

- Độ ẩm tự nhiên W % : 68.1%

- Hệ số rỗng tự nhiên ε0 : 1.89

 Nhận xét : Đây là lớp đất chịu lực yếu, tính nén lún cao

+ Lớp 2a: Sét cát trạng thái dẻo cứng, dày khoảng 2.5m ÷ 5.3m Các chỉ tiêu cơ -

lý chủ yếu của lớp đất này như sau :

- Góc ma sát trong ϕ : 17039’

- Dung trọng tự nhiên γ : 2.06 g/cm3

- Độ ẩm tự nhiên W % : 20.2%

- Hệ số rỗng tự nhiên ε0 : 0.59

+ Lớp 2b: Sét trạng thái dẻo cứng đến nửa cứng, dày khoảng 3.1m ÷ 6.4m Các chỉ

tiêu cơ - lý chủ yếu của lớp đất này như sau :

- Góc ma sát trong ϕ : 13039’

- Dung trọng tự nhiên γ : 1.96 g/cm3

- Độ ẩm tự nhiên W % : 27.8%

- Hệ số rỗng tự nhiên ε0 : 0.78

 Nhận xét: Đây là các lớp đất chịu lực tương đối tốt, tuy nhiên chiều dày lớp đất mỏng không thích hợp cho việc đặt móng của kết cấu mố - trụ cầu

+ Lớp 3: Cát sét, trạng thái dẻo, dày khoảng 2.1m ÷ 4.3m Các chỉ tiêu cơ - lý chủ

yếu của lớp đất này như sau :

- Góc ma sát trong ϕ : 21001’

- Dung trọng tự nhiên γ : 1.92 g/cm3

- Độ ẩm tự nhiên W % : 27.2%

- Hệ số rỗng tự nhiên ε0 : 0.79

 Nhận xét : Đây là lớp đất chịu lực yếu, không thích hợp cho việc đặt móng của kết cấu mố - trụ cầu

+ Lớp 4: Sét, trạng thái dẻo cứng - nửa cứng, dày khoảng 3.7m ÷ 10.5m Các chỉ

tiêu cơ - lý chủ yếu của lớp đất này như sau :

- Góc ma sát trong ϕ : 22054’.

- Dung trọng tự nhiên γ : 2.02 g/cm3

- Độ ẩm tự nhiên W % : 22.9 %

- Hệ số rỗng tự nhiên ε0 : 0.65

 Nhận xét : Đây là lớp đất chịu lực khá tốt, có thể xét đặt móng của kết cấu mố - trụcầu

+ Lớp 5: Sét kẹp cát, trạng thái dẻo mềm, dày khoảng 6.8m ÷ 25.6m Các chỉ tiêu

cơ - lý chủ yếu của lớp đất này như sau :

- Góc ma sát trong ϕ : 17027’

- Dung trọng tự nhiên γ : 1.83 g/cm3

- Độ ẩm tự nhiên W % : 33.6 %

- Hệ số rỗng tự nhiên ε0 : 0.97

 Nhận xét : Đây là lớp đất chịu lực trung bình, không thích hợp cho việc đặt móng của kết cấu mố - trụ cầu

+ Lớp 6: Cát hạt bụi, lẫn bột sét, kết cấu chặt vừa đến chặt, dày khoảng 3.4 ÷

9.9m Các chỉ tiêu cơ - lý chủ yếu của lớp đất này như sau :

- Góc nghiêng ở trạng thái khô : 35000’

- Góc nghiêng ở trạng thái ướt : 24000’

- Hệ số rỗng lớn nhất : 1.51

- Hệ số rỗng nhỏ nhất : 0.67

 Nhận xét : Đây là lớp đất chịu lực tốt, có thể xét đặt móng của kết cấu mố - trụ cầu

+ Lớp 7: Sét kẹp cát, trạng thái dẻo mềm, dày khoảng 4.0m ÷ 11.5m Các chỉ tiêu

cơ - lý chủ yếu của lớp đất này như sau :

- Góc ma sát trong ϕ : 20035’

- Dung trọng tự nhiên γ : 1.83 g/cm3

- Độ ẩm tự nhiên W % : 33.6 %

- Hệ số rỗng tự nhiên ε0 : 0.97

 Nhận xét : Đây là lớp đất chịu lực trung bình, không thích hợp cho việc đặt móng của kết cấu mố - trụ cầu

 Kết luận

+ Với đặc điểm phân bố địa tầng và các đặc trưng cơ - lý của các lớp đất như trên

có thể nêu một số kết luận sau:

+ Đối với kết cấu móng của mố trụ cầu và sàn giảm tải sau mố, chỉ có giải pháp

móng cọc là thích hợp

+ Lớp cát số 4 có khả năng chịu tải khá tốt, tuy nhiên chiều dày lớp này không lớn

và biến động nhiều qua các lỗ khoan, nếu đặt cọc vào lớp này thì sức chịu tải củacọc không đủ để chịu lực Lớp số 5 và lớp số 7 có khả năng chịu lực trung bình (SPT=10÷17), rong khi lớp số 6 có chiều dày không ổn định, do đó để tăng độ tincậy cho hệ móng mố – trụ cầu, mũi cọc móng mố trụ cần xuyên qua lớp số 5, 6,

7 để đặt vào lớp 8- cát chặt Cao độ mũi cọc sâu hơn -66m

+ Đối với nền đường đắp cao đầu cầu, cần có giải pháp xử lý nền ở phần đắp cao

khoảng từ 2.0-2.5m trở lên để đảm bảo ổn định và sớm triệt tiêu lún

II Qui Mô, Tiêu Chuẩn Kỹ Thuật Công Trình :

II.1 Quy mô công trình : Qui mô vĩnh cửu

II.1.1 Tiêu chuẩn kỹ thuật :

+ Vận tốc thiết kế : Vận tốc thiết kế 80Km/h.

+ Tải trọng :

- Tải trọng HL-93 theo tiêu chuẩn thiết kế cầu 22TCN 272-05

- Tải trọng va tàu : theo tiêu chuẩn phân cấp kỹ thuật đường thủy thì sông Ông Đốc thuộc sông cấp III, lực va tàu tương ứng với sông cấp III như sau :

 Dọc theo tim cầu từ phía nhịp thông thuyền : 55 Tấn

 Ngang tim cầu từ phía thượng lưu : 70 Tấn

 Ngang tim cầu từ phía hạ lưu : 55 Tấn

+ Khổ cầu :

- Đường xe chạy (4 làn xe) 4 × 3.5m = 14000mm

- Dải lan can 2 bên 2 × 1.9m = 3800mm

+ Tĩnh không thông thuyền: H =12m, tính từ mực nước +0.96 ứng với tần suất 5% + Độ dốc dọc cầu: Độ dốc dọc lớn nhất 4%.

+ Hệ thống chiếu sáng: Trên cầu có bố trí hệ thống chiếu sáng với độ rọi trung

bình 20 Lux

II.1.2 Giải Pháp Thiết Kế :

 Vị trí cầu :

+ Cầu Khánh An vượt sông Khánh An tại Km 8+720, tim cầu mới đi về phía bên

phải cầu hiện hữu (hướng Cà Mau – Tắc Thủ), cách cầu cũ khoảng 350m Tim cầu trùng với tim tuyến và xiên góc với dòng chảy khoảng 830

 Phương án kết cấu cầu:

+ Do vị trí sông yêu cầu thông thuyền lớn, bề rộng sông và cao độ mực nước không

cho phép thiết kế với khẩu độ nhịp nhỏ nên kết cấu nhịp được lựa chọn như sau:

- Kết cấu nhịp :

 Gồm 9 nhịp bố trí theo sơ đồ : 3x33m + [65m + 100m + 65m]+ 3x33m

 Nhịp chính : Gồm 3 nhịp liên tục bố trí theo sơ đồ 65m+100m+65m bằng BTCT M500 dự ứng lực hậu áp đổ tại chỗ, trong đó nhịp thông thuyền rộng 100m Mặt cắt ngang dạng 1 hộp 2 thành xiên và một thành giữa với các thông số chính như sau :

° Chiều rộng hộp: 17.80m

° Chiều cao hộp thay đổi từ H = 5.2m tại trụ T4, T5 đến H=2.2m tại giữa nhịp và trụ T3, T6

° Mặt trên hộp được căng cáp dự ứng lực ngang với khoảng cách 1.0m/1sợi Cáp ngang dùng bó 4 tao 15.2mm, ống ghen dùng ống dẹt kích thước 20x75mm

 Sơ đồ phân đốt như sau : Khối đúc trên đà giáo tại đỉnh trụ: gồm K0 dài 12m, khối K1, K2 dài 2.5m mỗi bên Các khối từ K3 – K12 dài 3m Khối K13, K14 dài 4m Các khối hợp long dài 2m Khối đúc trên đà giáo trong bờ dài 14m, gồm 4m – 4m – 3m – 3m

- Nhịp dẫn :

 Mặt cắt ngang gồm 6 phiến dầm BTCT M420 ứng suất trước căng sau đúc sẵn, mặt cắt chữ “I” , cao 1.65m, khoảng cách giữa các dầm là 2.1m

 Dầm ngang bằng BTCT M300 đổ tại chỗ

 Bản mặt cầu bằng BTCT M300 đổ tại chỗ dầy 25cm Khi thi công bản sẽ dùng ván khuôn đáy bằng tấm panel BTCT M200 dày 8 cm đúc sẵn Tấm panel này sẽ được để lại cùng với kết cấu chính

 Bề mặt lớp BTCT bản mặt cầu (phần trải bêtông nhựa) được phun 1 lớp chống thấm

 Lớp phủ mặt cầu là lớp BTN hạt mịn dày 5cm tạo, dốc ngang 2 mái 2% Trước khi thi công lớp BTN hạt mịn cần tưới 1 lớp nhựa dính bám tiêu chuẩn 1.0 kg/m2

- Trắc dọc cầu được tạo theo đường cong tròn lồi R=3000m

- Mặt cầu có kết cấu liên tục nhiệt theo 3 liên :

 Liên 1 : gồm các nhịp 1, 2, 3 (nhịp giản đơn)

 Liên 2 : gồm các nhịp 4, 5, 6 (nhịp liên tục)

 Liên 3 : gồm các nhịp 7, 8, 9 (nhịp giản đơn)

 Bố trí khe liên tục nhiệt tại trụ T1,T2 và T7,T8

 Khe hở giữa các liên tại trụ T3 và T6 được bố trí khe co giãn cao su Khe

co giãn sử dụng loại khe co giãn cao su hoặc bằng thép, có thể tham khảo các loại khe co giãn do hãng VSL chế tạo hay các loại khe co giãn khác cótính năng kỹ thuật tương đương

 Gối cầu bằng cao su mua của nước ngoài, có thể tham khảo các loại gối Standard K do hãng VSL chế tạo Một số thông số kỹ thuật chủ yếu của gối như sau:

Vị trí đặt gối

Khả năng chịu nén tối thiểu (KN)

Khả năng dịch chuyển tốithiểu (mm)(dọc cầu/ngang cầu)

Kích thước ngoài của gối

(mm)

Chiều dày(mm)

Hình dạng tấm cao su

770x690770x690

152148

HTHT

1320x13801280x1280

257235

HTHT

2140x18002175x1880

315315

HTHT

- Các trụ còn lại :

Di động

 Ghi chú hình dạng tấm cao su:

° CN : tấm cao su hình chữ nhật

° HT : tấm cao su hình trò

° Kích thước các gối cầu (trụ chính) của các hãng khác là khác nhau nênkhi quyết định chọn loại gối sử dụng cho công trình cần xem xét chi tiết kích thước gối, đảm bảo đủ mặt bằng bố trí các gối kê tạm, các liên kết tạm trên đỉnh trụ T4,T5

- Hệ thống thoát nước mặt cầu gồm các ống gang Φ150 mm phân bố dọc theo chiều dài cầu ở sát mép 2 bên lan can, khoảng cách giữa các ống khoảng 12m

theo phương dọc cầu Nước được dẫn theo ống gang đổ vào hệ thống cống thoát nước tại công trình.

- Chiếu sáng : cột đèn chiếu sáng bố trí cách khoảng 30m theo phương dọc cầu; theo mặt cắt ngang bố trí 2 cột ở 2 bên lan can

 Công tác căng cáp dự ứng lực

+ Sau khi kết thúc đổ bê tông cho đoạn dầm, chờ cho bê tông đạt 90% cường độ

thiết kế mới tiến hành căng kéo cáp dự ứng lực

+ Khi căng cáp theo mặt cắt ngang dầm, cần tiến hành đối xứng để tránh hiện

tượng xoắn vặn dầm

+ Việc căng kéo được thực hiện bằng hai kích đặt ở hai đầu đoạn dầm và được

thực hiện tuần tự trên từng đầu một, nghiêm cấm việc thực hiện căng kéo đồng thời trên hai kích

+ Đối với dầm hộp nhịp chính, để có thể căng được các bó cáp ở thớ dưới của hộp,

cần để sẵn một số lỗ ở trên mặt hộp với kích thước đủ để đưa người và thiết bị căng cáp vào trong lòng hộp Vị trí các lỗ được chọn đặt ở gần sát các trụ T3 và T6 Các lỗ này, sau khi kết thúc các công việc trong lòng hộp, sẽ được bịt lại bằng tấm đan bê tông với kết cấu phù hợp để có thể sử dụng lại được khi cần kiểm tra, bảo dưỡng, sửa chữa trong lòng hộp sau này

+ Trước khi tiến hành căng kéo, cần làm vệ sinh các ống gen bằng cách bơm nước

rửa sạch ống, sau đó làm khô ống

+ Trình tự căng kéo được tiến hành theo các bước cấp tải như sau:

- Bước 1 - Căng so dây: lực căng so dây là lực nhỏ thường không xác định được rõ ràng nhưng dấu hiệu của việc đã so dây là kim đồng hồ hết dao động và bắtđầu tăng đều Đánh dấu để đo độ dãn dài của cáp

- Bước 2: Căng cáp theo từng cấp 20%Ptk đến khi đạt 80%Ptk, dừng lại 5 phút và đo độ dãn dài của cáp

- Bước 3: Căng đến 100%Ptk, dừng lại 5 phút và đo độ dãn dài của cáp, nghỉ 10 phút

- Bước 4: Căng đến 105%Ptk, dừng lại 5 phút và đo độ dãn dài của cáp, nghỉ 10 phút để ứng suất căng kéo đạt tới ổn định mới đóng neo cáp, sau đó hồi kích về 0 Việc hồi kích phải tiến hành từ từ, tránh tình trạng hồi kích nhanh gây dãn cáp, dẫn đến mất mát ứng suất trong thép cường độ cao

- (Ptk – lực căng theo thiết kế: 18.7 T/1 sợi 15.2sợi mm, 13.2 T/1 sợi 12.7sợi mm)

- Số lượng sợi cáp bị đứt sợi, dịch trượt của mỗi bó sợi không quá 1 sợi và không vượt quá 1% tổng số sợi của mặt cắt Nếu vượt quá số cho phép thì phảithay thế bằng sợi cáp khác.

 Công tác bơm vữa bảo vệ cáp dự ứng lực

+ Vữa bơm lấp lòng ống tạo lỗ gồm: xi măng và nước có kết hợp với phụ gia hóa

dẻo, phụ gia trương nở (có thể thàm khảo phụ gia INTRAPLAST “Z” của hãng SIKA), không dùng phụ gia đông cứng nhanh Vữa bơm không có các chất xâm thực làm gỉ cốt thép, ít co ngót; độ linh động của vữa khoảng 13-15 giây Cường độ vữa R28= 500KG/cm2

+ Việc bơm vữa phải tiến hành ngay sau khi căng kéo cáp để tránh gỉ cốt thép,

không được chậm quá 4 ngày

+ Tiến hành bơm vữa từ đầu thấp lên đầu cao của một ống tạo lỗ với áp lực

khoảng 10KG/cm2, trường hợp cao độ hai đầu ống gen bằng nhau phải lắp ống ven vữa vào phía đầu thoát khí và nâng cao độ miệng ống ven lên cao hơn cao độ phía đầu lắp ống bơm vữa

+ Lắp 2 van vào bản đệm neo ở hai đầu bó cáp Van nối với ống dẫn vữa của máy

bơm gọi là cửa vào, van đầu bên kia gọi là cửa ra Bơm liên tục vào ống cho đến khi vữa đầy trong lỗ và thoát ra ở cửa ra thì khóa van cửa ra lại, giữ máy một thờigian nhất định (tối thiểu 5 phút) với đồng hồ áp lực đạt (6-7kG/cm2), sau đó khóavan cửa vào

+ Trường hợp ống bơm vữa bị tắc, áp lực bơm vượt quá áp lực cho phép thì cần tiến

hành dừng bơm và xói rửa ống tạo lỗ bằng máy bơm nước áp lực cao từ phía ngược chiều cho đến khi sạch vữa hoàn toàn mới tiến hành lại công tác bơm vữa

+ Đổ bê tông bịt đầu đầu dầm

+ Sau khi bơm vữa và tháo van xong, làm vệ sinh và làm nhám mặt bêtông khu

vực hốc neo, lắp ván khuôn và tiến hành đổ bêtông bịt đầu neo

+ Bêtông bịt đầu neo là dùng bêtông có phụ gia trương nở và cùng mác với bêtông

dầm Việc bảo dưỡng tương tự như bê tông dầm

+ Trong thi công tuyệt đối không được hàn cốt thép bịt đầu dầm vào neo.

CHƯƠNG II.

THIẾT KẾ LAN CAN

I Tính toán thanh lan can:

+ Chọn khoảng cách giữa các cột lan can là: Llc = 1500mm Thanh lan can bằng ống thép đường kính ngoài D = 50mm, dầy 5mm Lan can là lan can người đi bộ nên tải trọng tác dụng vào lan can gồm:

- Tải trọng phân bố đều: w = 0.37 N/mm, theo cả hai phương đứng và ngang

- Tải trọng tập trung Q = 890N

Hình 1: Lực tác dụng vào lan can.

+ Tải trọng phân bố w sẽ gây uốn theo hai phương

- Theo phương x, mômen tại giữa nhịp là:

lc x

( )

4

3 x

132 Mpa

+ Cường độ chảy của thép: fy = 345 Mpa Hệ số sức kháng uốn φ =f 1

+ Theo kết quả tính ở trên ta thấy φf yf > σy: vậy thanh lan can đủ khả năng chịu lực

II Tính toán cột lan can:

+ Chọn các kích thước thanh lan can như hình vẽ:

Hình 2: Các kích thước của lan can.

+ Lực tác dụng vào lan can do từ thanh lan can truyền vào với giá trị và vị trí như

hình dưới xét thanh lan can tại mặt cắt I-I

Hình 3: Lực tác dụng vào cột lan can.

+ Khoảng cách từ thanh lan can trên cùng đến thanh dưới cùng: e = 550mm Chiều

cao cột thép h = 750mm

Hình 4: Diện tích chịu lực của cột lan can.

+ Chọn bề rộng cột lan can: b = 150mm c = 8mm.

+ Diện tích chịu lực của cột tại mặt cắt I-I:

2 2

+ Xét tại mặt cắt I-I cách đỉnh cột đọan e1 = 575mm

+ Tính lan can như cột chịu nén lệch tâm:

- Tải trọng nén dọc trục:

+ Bán kính quán tính: r= JAc = 229912004000 =75.814mm

+ Hệ số chiều dài sử dụng:(4.6.2.5) K = 2

+ Độ mảnh của cột(6.9.4.3):

4000267mm

của cả tiết diện:

→Vậy cột lan can đảm bảo chịu lực.

III Tính toán liên kết bulông giữa cột lan can và trụ bê tông.

Hình 5: Bố trí bu lông trong lan can.

+ Sử dụng thép M270 cấp 250 cho bulông, có fu = 400Mpa

III.1 Về mặt cấu tạo

+ Chọn các khoảng cách như hình vẽ, bu lông sử dụng có đường kính dbl = 16mm

+ Tấm thép hàn dưới đáy dày δ =s 20mm

III.2 Kiểm tra mối nối:

+ Kiểm tra khả năng chịu cắt:

+ Diện tích bulông tương ứng với đường kính danh định:

2 bl

+ Số lượng mặt chịu cắt Ns = 1

+ Theo điều 6.13.2.7, sức kháng cắt:

R =0.38A f N =0.38 201 400 1 30651× × × = (N).

+ Khả năng chịu ép mặt của bu lông:(6.13.2.9)

+ Hệ số sức kháng ép mặt: φ =bb 0.8

ne bb bl s u

R =2.4φ d δ =f 2.4 0.8 16 20 400 245760N× × × × =+ Sức kháng kéo của bulông:(6.13.2.10):

T =0.76A f =0.76 201 400 61123(N)× × =+ Tải trọng tính toán: Xét tại mặt cắt đi qua thân bulông dưới cột:

- Lực cắt tác dụng: Rtt =3R 1665(N)=

- Mô men tác dụng:

bl

M =R(525 775 1075) 555 (525 775 1075) 1318125+ + = × + + = (N.mm)

+ Mặt cắt tính toán là mặt cắt qua các bulông

+ Mômen quán tính của các bulông đối với TTH của nó:

- Chọn vị trí của bulông như hình vẽ, khoảng cách đến mép tấm thép là: xbl = 30mm

nhỏ hơn sức kháng của bulông.

- Chịu cắt và ép mặt:

min(R , R ) min(30561, 245760) 30561 R= = > =1665 :

→đủ khả năng chịu cắt và ép mặt.

- Chịu kéo: Tn = 61123 N > Ttt = 5776 → đủ khả năng chịu kéo.

IV Tính toán khả năng chịu lực của gờ chắn xe.

+ Chiều cao tường bêtông: H = 200mm.

+ Thanh thép ngang và đứng chọn: φ =12mm

+ Bề dày lớp bảo vệ:( tính đến mép thép ngang): dc = 25mm

+ Cường độ chảy của thép: fy = 345Mpa

+ Bê tông sử dụng có: fc = 30Mpa

- Ngang Ft=240KN phân bố trên chiều dài Lt=1070mm

- Dọc FL=240KN phân bố trên chiều dài LL=1070mm

- Đứng FV=240KN phân bố trên chiều dài LV=1070mm

+ Với bó vỉa ta chỉ cần xét lực ngang Ft=240KN phân bố trên chiều dài Lt=1070mm

+ Chọn cấu tạo hình học và cốt thép :

- Vật liệu : BT cấp 30 f`c=30 Mpa

Thép AII fy=280 Mpa

- Kích thước :200x200

- Cốt thép : Phương dọc cầu: φ12 200a

Phương đứng : 6 12φ

Hình 7: Khoảng cách từ tâm thép đứng và thép ngang đến mép BT

+ Khả năng chịu lực của cốt thép đứng (Mc) :

- Xét 1 đơn vị chiều dài(mm) theo phương dọc cầu của bó vỉa:

- Các thông số khác : b=1 ; h = 200 ; ds=184 ; d’s=16

- Hệ số qui đổi hình khối US :

' 1

a c

s

c

=> nằm trong vùng phá hoại dẻo

- Khả năng chịu lực của tiết diện :

a c

s

c

d = = < 0,45 (nằm trong vùng phá hoại dẻo)

IV.1 Khả năng chịu lực của gờ chắn khi có xe va:

IV.1.1 Trường hợp xe va giữa tường :

+ Chiều dài ảnh hưởng có hại nhất cho bó vỉa khi va xe :

+ Vì đang xét trên 1 đơn vị độ dài (mm) nên khả năng va xe là lực phân bố Kiểm

tra điều kiện va xe :

min 365162 N/mm

w

R = > Ft = 240000 N/mm

=> Rwmin > Ft => tường thoả điều kiện va xe

IV.1.2 TH xe va đầu tường.

+ Bó vỉa làm việc như 1 côngsol khi có va xe :

+ Chiều dài ảnh hưởng có hại nhất cho bó vỉa khi va xe :

+ Vì đang xét trên 1 đơn vị độ dài (mm) nên khả năng va xe là lực phân bố Kiểm

tra điều kiện va xe :

min 261144 N/mm

w

R = > Ft = 240000 N/mm

=> Rwmin > Ft => tường thoả điều kiện va xe đầu tường

+ Tính khả năng chống trượt của tường :

120

Ø12a200

Hình 10:Cốt thép chống trượt đá vĩa

+ Lực kéo đơn vị T do va chạm tiêu chuẩn được tính bởi :

+ Diện tích cốt thép chịu cắt, trên 1m dài có 8 thanhφ12 tham gia chống trượt do

các thanh đều có đai kẹp => trên 1mm có diện tích là :

Hình 11: Trọng lượng bản thân lan can và gờ chắn bánh

f A A

Vậy Vn=557,518 N/mm > T = 160,804 N/mm => thỏa điều kiện chống trượt

IV.2 Kiểm tra hàm lượng thép min:

+ Diện tích tiết chốt (cốt thép chống trượt) tối thiểu trên 1mm dài trong mặt chịu

cắt là :

vf

v y

b A

f

=

+ Trong đó:

- bv = 200 chiều rộng mặt tiếp xúc

- fy = 280 MPa : cường độ chảy của thép neo

IV.2.1 Tính chiều dài đoạn móc :

+ Dùng hệ vsố 0.7 cho lớp phủ phù hợp và 1.2 cho thanh thép bọc êpốcxy, do đó

chiều dài ldh đổi thành:

bh bh

+ Và đoạn móc câu có chiều dài : 12.db=12.12=144 mm

+ Tính toán phần bản lề bộ hành :

- Bản lề bộ hành là 1 tấm BT kê lên 2 gờ chắn bánh Tấm làm việc 1 phương dochiều dài lớn hơn rất nhiều so với chiều rộng Vì vậy ta cắt 1m dài theo

phương dọc cầu để tính toán cốt thép Có sơ đồ tính như sau :

Hình 12: Sơ đồ tính lề bộ hành

- Chọn bố trí thép như sau hình vẽ

ds=35mm ; As=192 mm2.h=100mm ; b=1000mm, l= 1300mm

- Bêtông cấp 30 thép AII

- Tính nội lực trong bản :

 Tải trọng người :

 Momen lớn nhất tại giữa nhịp :

- Khả năng chịu lực của tiết diện :

- Đặt cốt thép cho dầm như hình vẽ Cốt thép theo phương ngang cầu giả định là

10 400a

φ => trong 1 m dài có 2 cây φ10 : As= 157mm2

- Đây là bài toán xác định khả năng chịu lực của tiết diện đặt cốt kép, nhưng đểđơn giản trong tính toán ta chỉ xét bài toán cốt đơn

- Chiều cao vùng nén :

157 280

1.7400.85 30 1000

CHƯƠNG III.

TÍNH TOÁN BẢN MẶT CẦU

+ Bản mặt cầu là phần bản nắp trên của dầm hộp đổ cùng lúc với dầm hộp Làm

việc theo phương vuông góc với hướng xe chạy Do đổ liền khối nên cần xem xétảnh hưởng độ cứng của vách dầm và các bản nắp khi chịu lực Trong đồ án này sẽ mô hình sự làm việc của bản mặt cầu là sơ đồ khung Xét tại mặt cắt đỉnh trụ

vì tại đây chiều cao của các vách dầm là lớn nhất nên ảnh hưởng đến độ cứng của kết cấu ít nhất Theo dọc cầu, cắt một dải bản dài 1m để tính toán

+ Trong tính toán, để đơn giản, tiến hành quy đổi tiết diện về dạng đơn giản hơn

Trong đó bề dày của các phần sẽ lấy giá trị trung bình, sơ đồ quy đổi như hình dưới

Hình 13: Mặt cắt ngang.

Hình 14: Phần bản mặt cầu dùng để quy đổi.

+ Việc quy đổi chiều dày cánh dựa trên sự tương đương về diện tích mặt cắt, đồng

thời giữ nguyên bề rộng cánh, còn chiều dày quy đổi được tính theo công thức :

+ Chiều dày cánh quy đổi:

S = 5852988.8 là diện tích phần nắp như mô tả ở hình trên (mm2)

Hình 15: Tiết diện sau khi quy đổi.

+ Chuyển về sơ đồ tính toán như sau :

Hình 16: Sơ đồ tính của bản mặt cầu.

I Tải trọng tác dụng :

I.1 Tỉnh tải :

+ Trọng lượng bản thân kết cấu (DC):

+ Thực hiện mô hình hoá trên MiDas, gán tải trọng bản thân vào ta có biểu đồ mô

men và bảng tổng hợp mô men tại các nút như hình dưới